海淀区教科院、北大学习科学实验室：技术赋能课堂教学提速提质提效

海淀区教科院、北大学习科学实验室:技术赋能课堂教学提速提质提效

周清华

随着全球教育、信息化进程的加速，数字化、新技术已经成为教育改革的大趋势。当前，人工智能、大数据、VR/AR等新技术日新月异，而学习科学（Learning Sciences）是研究教和学的跨学科领域，是研究各种情境下的学习——不仅包括学校课堂里的正式学习，也包括发生在家里、工作期间、场馆以及同伴之间的非正式学习。通过学习科学新技术，运用新的学习方式，提升教学质量，拓展教育服务，促进教育公平，实现教育领域的迭代升级。

2023年9月6日，海淀区教科院教育技术中心主任侯兰以及石宇老师、北京大学教育学院学习科学实验室李卓老师、北京师范大学教育技术系张晓庆老师一行，来到北京实验学校(海淀)，指导我校学习科学课题组老师，运用科学技术赋能课堂教学工作。我校集团科研副校长周清华、信息中心主任肖华刚及课程科研处、小初高课题组老师参与了课题组有关活动。

海淀区教科院教育技术中心主任侯兰首先介绍了虚实结合的三维空间利用情况，具体包括物理空间(数字化教室、各种终端设备教育教学器具)、资源空间(整合集成了各种云端资源、学科工具和教学研资源)、社交空间(整合成网络学习空间、虚拟学习社区、协作学习与协同工作平台、管理评价与服务平台)，并说明了学校及智慧校园建设情况，如利用物联网、情境感知、云计算、普适计算、大数据分析等关键技术，通过搭建综合服务平台、集成校园各类信息资源，为学校的教学、科研、管理和生活提供集成化、智能化、互联化、个性化的支持服务，以及泛在化的情境感知、分布式的云计算和定制式的分析服务。

侯主任还讲解了学校有关智慧教室建设情况，如基于物联网技术集智慧教学、人员考勤资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制以及情境感知、增强现实、人工智能、脑机接口等学科交互性的认知工具与技术，智能备课、智能分析智能批阅、智能推荐、个性化指导将成为新的教学工作。

有关课程建设智慧化程度，如课程数字化和立体化情况，如是否有线上线下混合式课程？即有线上课程资源，采用翻转课堂的形式进行教学。是否将 MOOC 等课程资源整合到常态课程教学中去；技术支持课程建设情况，如是否能给学生提个性化针对性的课程？即通过普适计算技术、语义技术、学习分析技术等能够根据每个学生的情况来规划可成内容、结构顺序、学习评价、学习过程；

有关课程建设情况，如是否由教师、学习者、教科研机构等参与课程建设？是否重视整合课程？如跨学科学习、STEM学习、创客学习、项目式学习等，将知识的分散学习走向整合学习，培养学生的核心素养。是否注重基于情境问题的动态配置课程设计，即生产动态可重组的课程资源；

有关学习方式变革，如怎样培养学生的全球意识、有效沟通与合作能力、信息筛选和加工能力；学习是否体现出无边界学习的特点？如正式学习与非正式学习连接，个人学习与社群学习融合，课堂学习与网络学习互补等；学习是否体现出社会性的特点？如学习是共享和构建个体认知网络和社会认知网络的过程，个人的知识组成内部的认知网络，智能学习空间中的情境学习资源和其他学习者构成社会认知网络。学习者在情境交互过程中完善和改进自己的个人认知网络，同时也构成社会认知网络的一部分，分享和构建了社会认知网络。如协作学习、社会化学习、个性化自适应学习等；如学习是否体现出情境性的特点？如是否采用位置感知、二维码、无线射频识别、近距离无线通信技术等各种技术，促进知识的情境化、社会迁移运用？是否开展仿真探究学习？是否开展游戏化学习；

有关教学范式采用情况，如是否更加重视自主、合作、探究的教学和学习方式？教学中比较喜欢哪些工具？如信息检索工具、表达展示工具、实践反思工具、探究教学工具、教学评价工具、思维汇聚工具、网络教学工具、资源管理工具等。是否采用团队协作教学？如知识规划师、教学设计师、技术开发师、在线辅导师、学习服务师等)，如是否采用在线直播教学？双师课堂？翻转课堂？是否把 MOOC 等线上课程资源作为自己常态课教学中的一部分；

有关智慧评价情况，如是否利用大数据技术全样本、全过程数据采集、分析、反馈？如评价关注点是什么？ 如评价领域应从知识领域向技能领域、情感、态度与价值观扩展；评价关注过程，发挥诊断、激励、改进的功能。评价是否采用了技术手段？怎样应用的？如技术测评学生的认知结构、知识结构、情感结构、能力倾向和个性特征。建立以核心素养为导向的教育测量与评价体系。根据评价的数据，为学生提供个性化的可视化的反馈，规划学生学习路径，提供针对性的资源，促进个性化发展。评价主体是谁？如评价主体应体现多元性，师生、家长、学校管理层等均可作为评价主体，使得评价更客观、全面，学生积极性更高；哪些智能化评价技术给老师减负了？如口语题、作文题、论述题、计算题等人工批阅的内容，可以通过网络自动批阅。节省人力、物力、财力，提高评价的科学性针对性。

学校信息中心主任肖华刚对智慧校园建设情况进行了整体介绍：以学校智慧校园规划为参考，实现学校教育集团的整体统筹发展和学部的个性化、特色化发展和谐统一，避免各校区之间重复投入和建设。主要做法有：

学校积极推进信息化软硬件和办学条件的升级改善。如完成了全校网络百兆到千兆的升级，更换了所有主干和楼内网线、光纤和交换设备；对全校实现了无线网络覆盖；完成了OA 无纸化办公系统一期建设等各项工作。

学校加强数字化资源共建和共享的建设，积累资源，搭建平台，推进各校区、各学科之间资源共享。以教研组为单位建立组内资源库，实现集团校内教师共享、共建。目前，通过网络视频系统，可以实现集团会议、跨校区上课、教研等教学和管理实施互动交流。

通过中学部新楼信息化项目的实施，推进学校信息化软硬件平台的升级。

结合学校未来 5 年发展的整体规划和愿景，依据学校现有的软硬件基础，紧密贴近教育、教学实际需求制定学校智慧校园发展规划。学校通过集体研讨，共同制定了 3 个五年智慧校园发展规划，并按照规划逐步推进学校的信息化建设，做到统一规划、分步实施、加强应用、整合资源、共享数据。指导原则是，顶层设计、分布实施；以软带硬、整体规划；适度超前、小步快跑。肖主任还就智慧环境搭建、实现数据共享、感知学习情景、识别学习者特征、促进深度学习交互形态、提供合适学习资源与便利互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果、及时评价反馈系统、课程建设智慧化程度、学习方式变革、教学范式采用、智慧评价情况等方面进行了具体介绍。

北京实验学校教育集团副校长周清华代表学校进行发言，他充分肯定了学习科学项目组对学校课堂教学的重要促进作用，并感谢以侯主任为代表的的专家、教授多年来对我校教育科研的大力支持。他强调，本次学习科学课题研究的目标，首先是为了更好的理解认知和社会化过程以产生最有效的学习；其次是为了用学习科学的知识来重新设计高效魅力课堂及其他学习环境，从而促使学习者能够更有效更深入的进行学习，让技术赋能课堂，即学习科学理论指导下的信息技术如何在课堂当中应用，主要开展课堂应用研究，首先是课例，一定是在学习科学理论指导下的技术应用，每一个环节的设计都是有学习科学的理论支撑。其次是科学技术，最好不是传统的PPT、视频等技术。而是游戏化教学、VR/AR、人工智能、计算机支持的协作学习等。让技术赋能课堂，有助于优化学校管理和教学资源分配，为学校的全面信息化转型提供高效的技术支撑，能有效实现教育技术赋能教学的及时性和有效性，为学校师生提供更好的教育教学服务，这对提高学校教育水平和教育质量具有十分重要的现实意义。

周清华副校长

随后，高中物理老师高翔、小学部德育副校长兼音乐教师付云含，初中学部校长兼数学教师孟鑫、高中物理教师谢孟言依次进行说课。

高翔老师

首先，高翔老师带来全息投影技术指导下的《走进深空》一课，专家们点评：全息投影技术是一项学生未接触过的技术，在正式上课前，要做好设备测试和试讲，在三星环绕部分进行全息投影展示，注意保证自动展示，学生不要手动操作；本课知识含量多，建议对部分内容进行删减，避免拖堂；要注意结合学生的认知曲线，第10分钟是认知活动的高峰，要把本课的重难点在这一时间展现出来；20分钟是注意力低潮，建议在这时带领学生做活动，做题，测验；30分钟是注意力的第二个高潮，要引出第二个重难点；在临近下课时，要开展本节课的诊断性评价，带领学生复习。

随后，付云含老师进行小学音乐《魔法师的弟子》说课。本节课主要运用的信息技术有视频剪辑、图片展示、师生互动讨论等，付老师表示目前小学音乐课堂还未大力推广希沃白板，只是使用触摸屏上课。专家建议本节课可以结合希沃白板的软件进行，希沃白板中有很多功能可用于这节课的设计中，如游戏比赛、擦除、拖拽、聚光灯等，并表示帮忙联系希沃公司来我校进行系统培训。

付云含老师

孟鑫老师带来初一数学课《比大小》，本堂课使用希沃白板软件，将功能结合于课堂，并提出关于本课的技术支持诉求：希望能在课堂上识别学生的当堂测验题的作答情况，使用技术能否支持师生当堂的教学互动？针对以上问题，李老师指出，可以使用pad终端互动，利用“雨课堂”进行协作教学，上课时为师生发放pad，学生在用pad作答后，把作答情况及时反馈给老师，老师根据学生反馈进行适当调整，同时，侯主任也提出在做选择题时，可以使用点阵方法，建议孟老师在设计好课堂活动后再次试讲。

孟鑫老师

最后，谢孟言老师带来高中物理《带电粒子在电场中的运动》，其中使用了腾讯问卷进行课堂前测、点评神器与游戏化教学等技术，并提出是否可以借用pad进行课堂教学。对此，专家们建议，本节课可以使用自带设备辅助上课，还推荐了海淀区教育资源管理平台中的虚拟实验资源，来帮助学生理解带电粒子的运动轨迹，以及使用几何画板、PHET来呈现不同条件下的平抛运动。

谢孟言老师

总之，有关学习科学课题组的研究活动，有助于实现现代信息技术与学校教育教学的深度融合，促进学校信息化、网络化、技术化与教育管理和服务体系的构建，为学校师生提供全方位、多维度、个性化的教育技术服务，达到智能化与人性化的有机结合，推动了互动教学的创新突破，学生的综合能力得到明显提升，从而提高了学校的教育教学水平，有利于实现师生之间、学校与社会之间的信息共享，有助于学校师生适应未来社会生活、为国家人工智能学科建设储备复合型人才做准备。

作者：周清华，北京实验学校教育集团科研副校长，北京市教科研正高级教师，北京市高中历史特级教师，魅力教育研究院执行院长

编辑|王  平 李梓萌

校对|杨福冉